【摘 要】
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制动噪声不仅会影响车内乘客乘坐的舒适性,还会对铁路沿线的居民生活产生影响,制动噪声的研究已经越来越受到人们的关注,制动噪声源的研究对噪声控制和制动过程中降噪有着重要意义。论文首先介绍了列车制动的种类及其关键的制动部件,然后引出制动噪声产生的机理和影响制动噪声的因素,从制动噪声的分类来看,产生制动噪声的振动频率集中在10—16000Hz之间。作为列车制动噪声的主要来源,盘式制动器是通过摩擦产生阻力从
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制动噪声不仅会影响车内乘客乘坐的舒适性,还会对铁路沿线的居民生活产生影响,制动噪声的研究已经越来越受到人们的关注,制动噪声源的研究对噪声控制和制动过程中降噪有着重要意义。论文首先介绍了列车制动的种类及其关键的制动部件,然后引出制动噪声产生的机理和影响制动噪声的因素,从制动噪声的分类来看,产生制动噪声的振动频率集中在10—16000Hz之间。作为列车制动噪声的主要来源,盘式制动器是通过摩擦产生阻力从而形成的制动力,而制动盘和闸片间的摩擦噪声是本文研究的重点对象。文章建立了一种轴装式制动盘和制动闸片的模型,其中制动盘带有圆柱形散热筋,闸片上分布有18个带孔的摩擦块。首先在自由状态下分别对制动盘和闸片进行了模态分析,得到了制动盘跟闸片的固有频率和振型,并结合模态耦合理论,分析了其频率和振型,从固有属性方面预测了其容易发生噪声的频率。接着根据制动机构在实际制动过程中的受力情况,分析了制动盘和闸片装配体的有约束模态,得到了装配体的固有频率和振型,结合自由模态分析结果,发现振动频率越高,节径数越多,模态耦合现象表现越强烈。接着,通过完全非线性摄动分析法,在不同的工况参数下对制动盘和闸片的装配体进行了复特征值分析,并提取了频率在16000Hz以内的实部值,通常正实部对应着系统的不稳定状态,该状态下很可能会有噪声产生。利用这种方法,通过控制变量的思路,研究了摩擦系数、压力、弹性模量等对制动噪音的影响。研究发现摩擦系数的变化对于实部的影响最明显,实部值会随着摩擦系数的增大而增加,并且在高频振动下增加幅度最大,对应到制动噪声上,摩擦系数的变大会增加噪声的产生几率;而制动压力对实部的影响较小,主要表现在高频振动阶段,这说明制动压力对噪声的影响主要集中在高频阶段;文章还通过改变制动盘的弹性模量分析了其对噪声的影响,研究发现增加制动盘的弹性模量会降低实部出现的数量,这说明适当的选用弹性模量较大的材料,可以起到减噪降噪的效果。
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